Для чего применяют релаксационные генераторы

18.04.202222.04.2022 admin 0 Comments

Релаксационный генератор

Релаксационный генератор — генератор колебаний, в которых активный элемент работает в ключевом (релейном) режиме — включён/выключен.

Характерные особенности релаксационных генераторов:

Следует рассмотреть релаксационные генераторы не только электрических, но и механических колебаний.

Релаксационные генераторы механических колебаний

2. Различные дозирующие устройства.

3. Струна скрипки, возбуждаемая смычком.

4. Скрипящие тормоза автомобилей и ж/д вагонов.

Релаксационные генераторы электрических колебаний

1. Различные модификации мультивибраторов.

2. Генератор пилообразного напряжения (в том числе на неоновой лампе).

3. Генератор треугольного напряжения.

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Релаксационный генератор» в других словарях:

РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — (генератор релаксационных колебаний) генератор электромагнитных колебаний, ни пассивные цепи к рого, ни активный нелинейный элемент не обладают резонансными свойствами. В отличие от генераторов, имеющих в своём составе резонаторы, в к рых за… … Физическая энциклопедия

РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — (релаксатор) генератор, вырабатывающий негармонические электрические колебания (импульсы) в результате быстрого высвобождения энергии, запасенной от источника постоянного тока, напр. в электрическом конденсаторе или катушке индуктивности. К… … Большой Энциклопедический словарь

релаксационный генератор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN free running generatorrelaxation oscillator … Справочник технического переводчика

релаксационный генератор — (релаксатор), генератор, вырабатывающий негармонические электрические колебания (импульсы) в результате быстрого высвобождения энергии, запасённой от источника постоянного тока, например в электрическом конденсаторе или катушке индуктивности.… … Энциклопедический словарь

релаксационный генератор — relaksacinis generatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. relaxation generator; relaxation oscillator vok. Kippgenerator, m; Kippschwinger, m; Kippschwingungsgenerator, m rus. релаксационный генератор, m pranc. oscillateur de… … Automatikos terminų žodynas

релаксационный генератор — relaksacinis generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Autogeneratorius, kurio kuriamų virpesių pavidalas labai skiriasi nuo harmoninių. atitikmenys: angl. relaxation generator; relaxation oscillator vok.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

релаксационный генератор — relaksacinis generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Neharmoninių elektrinių virpesių elektroninis generatorius. atitikmenys: angl. relaxation generator; relaxation oscillator vok. Kippgenerator, m; Kipposzillator … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

релаксационный генератор — relaksacinis generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. relaxation generator; relaxation oscillator vok. Kippschwinger, m; Kippschwingungsgenerator, m; Kippschwingungsoszillator, m rus. релаксационный генератор, m pranc. générateur… … Fizikos terminų žodynas

Релаксационный генератор — релаксатор, генератор электрических негармонических колебаний, обычно обладающих широким спектром (см. Генерирование электрических колебаний). Основные элементы Р. г. реактивный накопитель энергии (ёмкостный или индуктивный) и нелинейный… … Большая советская энциклопедия

блокинг-генератор — генератор кратковременных (около 1 мкс) электрических импульсов, повторяющихся через сравнительно большие интервалы. Применяются в устройствах импульсной техники. * * * БЛОКИНГ ГЕНЕРАТОР БЛОКИНГ ГЕНЕРАТОР, релаксационный генератор с… … Энциклопедический словарь

Источник

Релаксационные генераторы

Релаксационные генераторы – это генераторы, усилительные элементы которых работают в релейном переключательном режиме. К релаксационным генераторам относятся генераторы треугольных и пилообразных колебаний, а также ждущий и автоколебательный вибраторы.

Основным элементом релаксационных генераторов считается триггер Шмитта, который по-другому называется регенеративным компаратором. Этот прибор изготовлен в виде операционного усилителя с резистивной положительной обратной связью.

В релаксационных генераторах колебания возбуждаются и поддерживаются в пассивных цепях. Цепи не обладают некоторыми колебательными свойствами. За каждый колебательный период в генераторе часть колебательной энергии теряется, но потом снова восстанавливается. Длительность периода генерируемых колебаний определяется процессом установления равновесия цепей, т. е. релаксации. Форма колебаний определяется свойствами активного элемента и колебательных цепей. Она может варьироваться от скачкообразных разрывных колебаний до гармонических колебаний. Способность изменять форму колебаний дает возможность применять релаксационный генератор при получении электрических колебаний определенной формы. Это могут быть прямоугольные импульсы, пилообразное напряжение и т. д. Кроме этого, генераторы используются для генерации гармонических колебаний сверхнизких и звуковых частот.

Релаксационным генератором электрических колебаний разрывного типа является мультивибратор. Название его произошло от латинского слова vibro, что означает «колеблю». Термин «мультивибратор» предложил голландский ученый-физик Ван дер Поль. В отличие от моновибратора, каковым является генератор синусоидальных колебаний, название мультивибратора указывает на многочисленность гармоник спектра генерируемых колебаний.

Мультивибраторы бывают симметричными и несимметричными.

В симметричных мультивибраторах длительность рабочих тактов одинакова, в несимметричных мультивибраторах длительность различна. Как правило, самыми распространенными мультивибраторами считаются мультивибраторы, основанные на транзисторах, электронных лампах, интегральных схемах, тиристорах. В устройствах на транзисторах усилители возбуждаются по очереди, такие мультивибраторы называются двухфазовые. В двух периодах времени возбуждается сначала один усилитель, затем другой. Динамическое состояние возбужденного усилителя определяет чередование фаз. Усилитель возбуждается при определенном достаточном количестве напряжения на входе, которое отпирает закрытый транзистор. При использовании усилителями мультивибратора транзисторов разного типа оба возбуждаются одновременно и одновременно в определенный момент времени переходят в невозбужденное состояние. Переход усилителей из возбужденного состояния и наоборот обуславливается соотношением определенных сил токов в базовой и коллекторных цепях. Принцип действия мультивибратора схож с механизмом работы блокинг-генератора.

Мультивибратор выполняет самые различные функции, он выступает в роли генератора или формирователя импульсов, бесконтактного переключателя, делителя частоты и т. д. Подобные устройства используются в вычислительной, измерительной технике, автоматике, реле времени и т. д.

Релаксационные генераторы, а среди них и мультивибратор, работают в ждущем и автоматическом режимах. Когда подается импульс запуска, который является управляющим сигналом, мультивибратор выходит из ждущего режима и генерирует рабочий импульс. После генерации импульса мультивибратор снова переходит в состояние покоя. Подобный режим чаще всего используется при генерировании импульсов, у которых строго обозначена форма. Наряду с двухфазными генераторами существуют также многофазные мультивибраторы. В состав подобных устройств входят резистивные усилители, которых охватывают связи. Одна из них является общей, другая междукаскадной обратной связью. В многофазном мультивибраторе с выходов усилителей получается последовательность сдвинутых импульсов в пространстве и времени. За счет этой характеристики мультивибратор применяется в многоканальных системах передачи, преобразования и отбора информации.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Прочитайте онлайн Большая энциклопедия техники | Релаксационный генератор

Релаксационный генератор – это импульсный генератор, источник электрических негармонических колебаний, часто с широким спектром. К основным элементам релаксационного генератора относятся реактивный накопитель энергии (емкостный или индуктивный) – нелинейный элемент с вольт-амперной характеристикой, имеющей падающий участок, благодаря чему такой элемент приобретает гистерезисные свойства. Эти свойства обусловливают чередование двух основных стадий работы релаксационного генератора – стадии запасания в накопителе энергии от питающего источника постоянного тока (напряжения) и стадии релаксации, когда накопитель освобождается от значительной части энергии (она рассеивается в нелинейном элементе и активных элементах релаксационного генератора, например в резисторах). Максимально запасенная энергия и отдаваемая накопителем – соизмеримы. Это характерная отличительная особенность релаксационного генератора. В качестве нелинейного элемента в релаксационных генераторах применяют газоразрядные приборы (тиратроны, неоновые лампы), электронные лампы, транзисторы, тиристоры, туннельные диоды и другие либо усилительные каскады (транзисторный, ламповый) с положительной, обратной связью.

Наиболее распространенные релаксационные генераторы – это мультивибраторы, блокинг-генераторы, фанта-строны. Типичные режимы работы релаксационных генераторов – автоколебательные, при которых период релаксационных колебаний определяется параметрами релаксационных генераторов. Из-за невысокой стабильности частоты (а следовательно, и периода) колебаний такие генераторы стараются синхронизировать от внешнего источника стабильных колебаний. В релаксационных генераторах используется также ждущий режим работы, при котором релаксационный генератор срабатывает в результате воздействия сигнала извне. Применяют релаксационные генераторы в устройствах импульсной техники, в частности телевизионной, радиолокационной, радиоизмерительной аппаратуре.

Внимание! Текст предназначен только для предварительного ознакомительного чтения.

Эта книга способствует профессиональному росту читателей и является рекламой бумажных изданий.

Все права на исходные материалы принадлежат соответствующим организациям и частным лицам.

Источник

Для чего применяют релаксационные генераторы

Релаксационный генератор

Характерные особенности релаксационных генераторов:

Следует рассмотреть релаксационные генераторы не только электрических, но и механических колебаний.

Релаксационные генераторы механических колебаний

2. Различные дозирующие устройства.

3. Струна скрипки, возбуждаемая смычком.

4. Скрипящие тормоза автомобилей и ж/д вагонов.

Релаксационные генераторы электрических колебаний

2. Генератор пилообразного напряжения (в том числе на неоновой лампе).

3. Генератор треугольного напряжения.

Литература

Смотреть что такое «Релаксационный генератор» в других словарях:

Релаксационный генератор

Принцип работы релаксационного генератора основан на поведении физической системы, возвращающейся к равновесию после того, как оно нарушится. То есть, динамическая система в виде генератора, непрерывно рассеивает свою внутреннюю энергию. Обычно система возвращается к своему естественному равновесию, однако, каждый раз, когда она достигает некоторого порога, находящегося достаточно близко к равновесному состоянию, механизм работы сообщает ей дополнительную энергию. Таким образом, поведение генератора характеризуется длительными периодами рассеивания энергии, со следующими за ними короткими импульсами. Период колебаний зависит от времени, который необходим системе, что бы успокоится после нахождения в возмущённом состоянии до порога, при котором произойдёт следующее возмущение.

Реализация

Многие электронные релаксационные генераторы запасают энергию в конденсаторе, а затем периодически рассеивают эту энергию, в результате чего возникают колебания. Например, конденсатор может заряжаться до тех пор, пока напряжение на нём не достигнет некоторого порогового напряжения, достаточно близкого к напряжению питания. В этот момент конденсатор может быть быстро разряжен (например, короткозамкнут). Кроме того, каждый раз, когда конденсатор достигает порога, напряжение заряжающего источника может быть переключено из положительного в отрицательное, или наоборот. Во всех таких ёмкостных релаксационных генераторах период колебаний зависит от скорости разряда конденсатора. Реализации этих двух типов релаксационных генераторов будет рассмотрена далее, но релаксационные генераторы не обязательно могут быть электронными. Любой генератор, колебания которого приводятся в действие системой, которая почти всегда рассеивает энергию можно назвать релаксационным генератором.

Релаксационный генератор Пирсона-Ансона

Этот генератор может быть реализован с ёмкостной или резистивно-ёмкостной интегрирующей цепью, запитанной от источника постоянного тока или напряжения, и пороговым устройством с гистерезисом (неоновая лампа, тиратрон, динистор или однопереходный транзистор), подключённых параллельно с конденсатором. Конденсатор заряжается от источника напряжения, что вызывает рост напряжения на нём. Пороговое устройство не проводит ток до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигает порога переключения. Как только порог переключения достигнут, проводимость порогового устройства возрастает лавинообразно из-за присущей положительной обратной связи, в результате чего быстро разряжается конденсатор. Когда напряжение на конденсаторе падает до некоторого нижнего порога, устройство прекращает проводить ток и конденсатор начинает заряжаться вновь, и далее цикл повторяется до бесконечности.

Рис.1. Типичная схема релаксационного генератора Пирсона-Ансона

Если пороговым элементом является неоновая лампа, то схема также даёт вспышки света с каждым разрядом конденсатора. Пример с неоновой лампой изображён на рисунке 1 в классической схеме, описывающей эффект Пирсона-Ансона. Продолжительность времени разрядки может быть увеличена путём подключения дополнительного резистора последовательно с пороговым элементом. Два резистора образуют делитель напряжения, так что дополнительный резистор должен иметь достаточно низкое сопротивление, чтобы неоновая лампа могла достичь нижнего порога переключения.

Когда в качестве триггера используется неоновая лампа или тиратрон, то часто последовательно с ними в схему добавляют второй резистор номиналом от десятков до сотен Ом для ограничения тока разряда конденсатора. Это предотвращает распыление покрытия электродов неоновых ламп и предохраняет тиратроны от повреждений в результате прохождения большого тока через электроды.

Альтернативная реализация генератора с помощью 555 таймера (КР1006ВИ1)

Аналогичный релаксационный генератор может быть построен с помощью 555 таймера (работающего в астабильном режиме), используемого вместо неоновой лампы, описанной выше. То есть, когда конденсатор заряжается до определённого значения, компаратор в 555 таймере переключается, чтобы активировать транзисторный ключ, который разряжает конденсатор через резистор на землю. Очень быстро напряжение на конденсаторе падает до достаточно низкого значения, и далее ключ закрывается, чтобы дать конденсатору зарядиться снова.

Рис.2. Внутренняя структура 555 таймера

Рис.3. Включение 555 таймера в астабильном режиме. Частота на выходе: F=1/(0.7*C*(R1+2R2))

Релаксационный генератор на основе компаратора

Каждый раз, когда напряжение на конденсаторе достигает одного из порогов, напряжение, подаваемое на конденсатор может быть переключёно из положительного в отрицательное или наоборот. Этот вариант показан на рисунке 4, в виде релаксационного генератора на основе компаратора.

Рис.4. Релаксационный генератор на основе компаратора

Это релаксационный генератор является генератором с гистерезисом, названный так из-за наличия гистерезиса, создаваемого положительной обратной связью, реализован на компараторе. Схема, в которой реализуется эта форма гистерезисного переключения, известна как триггер Шмитта. Сам по себе триггер является бистабильным мультивибратором. Однако отрицательная обратная связь, добавленная к триггеру с помощью RC цепи вынуждает схему работать автоматически. То есть, добавление RC цепи превращает гистерезисный бистабильный мультивибратор в астабильный мультивибратор.

Общая концепция

Система находится в неустойчивом равновесии, если входы и выходы компаратора находятся при напряжении около нуля. Появление какого-либо шума, будь то тепловой или электромагнитный, устанавливает на выходе компаратора некоторое положительное напряжение (так же возможно установление на выходе компаратора отрицательного напряжения), положительная обратная связь доводит напряжение на выходе компаратора до напряжения насыщения.

Другими словами, из-за того, что на выходе компаратора теперь положительное напряжение, неинвертирующий вход компаратора так же будет находиться при положительном напряжении, и напряжение на нём будет продолжать увеличиваться по мере увеличения выходного напряжения, поступающего на вход через делитель. Через некоторое время выход компаратора достигнет максимально возможного положительного напряжения, т.е. войдёт в насыщение.

Инвертирующие вход и выход компаратора связаны между собой через последовательно соединённую RC цепь. Из-за этого напряжение на инвертирующем входе компаратора асимптотически приближается к выходному напряжению компаратора с постоянной времени RC. В момент, когда напряжение на инвертирующем входе будет больше, чем на неинвертирующем, выходное напряжение компаратора быстро упадёт из-за положительной обратной связи.

Это происходит потому, что напряжение на неинвертирующем входе меньше, чем напряжение на инвертирующем, и по мере того, как выходное напряжение продолжает уменьшаться, разница между входными напряжениями становится всё более отрицательной. Опять же, напряжение на инвертирующем входе асимптотически повышается до выходного напряжение компаратора, и цикл повторяется раз напряжение на неинвертирующем входе больше, чем напряжение на инвертирующем входе, следовательно, система начинает генерировать

Практическое применение релаксационных генераторов

Эти генераторы были использованы в качестве времязадающих в ранних моделях осциллографов и телевизионных приёмников. Разновидности этих схемы находят применение в стробоскопах, используемых в автомастерских и ночных клубах. Электронные фотовспышки построены на моностабильный версии этой схемы, генерируя один пилообразный импульс, передней фронт которого заряжает конденсатор, а круто падающий задний фронт соответственно разряжает, производя вспышку после получения сигнала от кнопки спуска. Использование релаксационных генераторов в качестве цепей развёртки в осциллографах было прекращено после появления гораздо более линейной схемы Интегратора Миллера.

Релаксационный генератор

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Источник

Для чего мы создаем…

Для чего применяют релаксационные генераторы

Релаксационный генератор